Елементи релятивістської динаміки

У релятивістській динаміці рівняння, що описують рух тіл під дією сил, повинні бути незалежними від вибору системи відліку, інваріантними відносно перетворень Лоренца.

Перший постулат Ейнштейна вимагає збереження форми фундаментальних законів фізики в усіх інерціальних системах відліку. Фундаментальним є другий закон Ньютона.

А. Ейнштейн показав, що запис другого закону у формі (9.21) зберігається, якщо під імпульсом розуміти вираз (9.22) Підставивши (9.22) у (9.21), дістанемо (9.23). Величина (9.24) що входить до виразу (9.23), є релятивістською масою частинки, тобто масою частинки, яка рухається зі швидкістю v. При v << с релятивістська маса m стає рівною масі спокою m0. Релятивістське зростання маси зі збільшенням швидкості знаходить безпосереднє підтвердження в експериментальних дослідженнях руху з великими швидкостями заряджених частинок у сучасних прискорювачах.

Маса в релятивістській механіці, як і в класичній, є мірою інертності. Проте в релятивістській механіці інертність не залишається сталою, вона зростає зі збільшенням швидкості. Прискорення частинки при перетвореннях Лоренца не зберігається, воно не є абсолютним, тобто прискорення неоднакове в різних інерціальних системах відліку. Зважаючи на це, зазначимо, що сили також мають відносний характер. Крім того, у загальному випадку вектор прискорення частинки не збігається за напрямом з вектором сили . Щоб довести останнє положення, подамо (9.23) як (9.25)

Диференціюючи (9.25) за часом, дістанемо (2.26)

Отже, вектор у загальному випадку не збігається за напрямом з вектором сили . Збіг векторів а і Р спостерігається у двох випадках:

1) - швидкість частинки змінюється тільки за напрямом (v=const). Тоді на основі рівняння (9.23) дістанемо (9.27)

2) — швидкість частинки змінюється тільки за величиною. Тоді на основі рівняння (9.23) маємо (9.28)

Неважко побачити, що відношення сили до прискорення у (9.27) та (9.28) різні.

Розвиток мислення учнів на уроках фізики. Активізація пізнавальної діяльності учнів.

Розвиток логічного мислення учнів — одне з головних завдань навчання. В умовах науково технічної революції важливого значення набувають такі властивості людської психіки, як швидкість реакції, гострота спостережень, гнучкість розуму і т.п. які можуть бути розвинені.

В практиці навчання часто користуються термінами «фізичне мислення» і «науково-технічне мислення». Під фізичним мисленням розуміють логічні операції, пов'язані з умінням спостерігати фізичні явища, розкладати складні з них на складові частини, встановлювати між ними зв'язки і залежності, передбачати наслідки, і застосовувати знання для аналізу нових явищ. Важливим критерієм розвиненості фізичного мислення є уміння застосовувати прийоми, що полегшують розумову працю: переконатися в правильності фізичної формули, вибрати найраціональніше рішення задачі і т.п.

Під науково-технічним мисленням розуміють уміння передбачати застосування тих або інших явищ на практиці. Розвиток фізичного і науково-технічного мислення починається на уроках фізики. Тому необхідно всесторонньо розвивати мислення учнів, учити їх мислити логічно.

Для розвитку логічного мислення є також логічним використання дослідів. При проведенні досліду слід навчати учнів умінню аналізувати і порівнювати спостережувані факти і явища, робити висновки.

Розвиваючи логічне мислення учнів, не можна обмежуватися лише елементами формальної логіки — слід приділяти особливу увагу і елементам діалектичної логіки.

Розвиток діалектичного мислення учнів припускає створення у них уявлення про те, що фізичні явища зв'язані між собою причинно-наслідковим зв'язком, що в природі все рухається і змінюється, розвиваючись шляхом переходу кількісних змін в корінні якісні.

Для розвитку діалектичного мислення школярів велике значення має здобуття уміння встановлювати причинно-наслідкові зв'язки між фізичними явищами. Наприклад, при вивченні архімедової сили треба показати, що її причиною служить різниця тиску на нижню і верхню поверхні зануреного в рідину (газ) тіла. Ефективний засіб розвитку діалектичного мислення учнів — розгляд з ними фізичних парадоксів. Аналіз фізичних парадоксів порушує у школярів інтерес до предмету, додає гостроту обговоренню даних питань і сприяє кращому розумінню фізичної суті явищ.